المعالجة النانوية هي استخدام الجسيمات النانوية بغرض الإصلاح البيئي. يُستكشف لمعالجة المياه الجوفية، أو مياه الصرف، أو التربة، أو الرواسب، أو غيرها من المواد البيئية الملوثة. تُعتبر المعالجة النانوية صناعة ناشئة؛ بحلول عام 2009، وُثقت تقنيات المعالجة النانوية في 44 موقع تنظيف على الأقل في جميع أنحاء العالم، معظمها في الولايات المتحدة. وفي أوروبا، يجري التحقيق من المعالجة النانوية بواسطة مشروع نانوريم المُمول من المفوضية الأوروبية. حدد تقرير صادر عن اتحاد شركات نانوريم ما يقارب 70 مشروعًا لتكنولوجيا المعالجة النانوية في جميع أنحاء العالم على نطاق رائد أو كامل. خلال عملية المعالجة النانوية، يجب ملامسة عامل الجسيمات النانوية مع الملوث المُستهدف في ظل ظروف تسمح بالتخلص من السموم أو لمنع التفاعل. وتتضمن هذه العملية عادةً عملية ضخ ومعالجة أو تطبيق موضعي.
نُشرت بعض طرق المعالجة النانوية، وخاصةً استخدام جسيمات الحديد النانوية صفرية التكافؤ لتنظيف المياه الجوفية، في مواقع التنظيف واسعة النطاق. وهناك طرق أخرى لا تزال في مراحل البحث.